一种精酿啤酒挥发性香气成分的快速分析方法

本发明涉及精酿啤酒挥发性香气成分分析领域，具体涉及一种采用hs-gc-ims对精酿啤酒的挥发性香气成分快速分析的方法。

背景技术：

1、精酿啤酒是以麦芽、啤酒花、酵母、某些天然添加物及水为原料,在酿造过程中,不添加与调整风味无关的物质,按传统工艺在小型啤酒生产线内经低温发酵生产的具有各种风味与浓郁口感的一类啤酒。2019年,中国酒业协会在其颁布的行业标准t/cbj3201—2019《工坊啤酒及其生产规范》中也称精酿啤酒为工坊啤酒。与麦汁浓度低、酒花香味不足、口味偏淡的工业啤酒相比,精酿啤酒味道多变、色泽丰富、口感醇厚、酒花和酵母香气浓郁,营养价值更高,深受消费者的喜爱。

2、风味是衡量啤酒品质的重要因素,其对啤酒的风格、口感起决定性作用。精酿啤酒经过低温发酵后会产生醇类、酯类、羰基类、有机酸类、硫化物等上千种风味物质精酿啤酒经过低温发酵后，由于原料本身的成分、麦芽的香气、发酵中产生的各种代谢副产物以及在储藏过程中生成的物质，会产生醇类、酯类、羰基类、有机酸类、硫化物等上千种风味物质。

3、目前对精酿啤酒挥发性香气成分的分析方法研究较少，常用的技术主要有气相色谱、气相色谱－质谱联用法等。精酿啤酒挥发性香气成分是依靠所含的多种化学成分发挥作用的，传统gc，gc-ms等分析等技术在风味物质分析时需要应用复杂的样品制备技术以获得足够高的检测灵敏度。由于风味物质含量差异大，含量水平通常不高，组成复杂，通常单一的传统测试方法费时、费力，难以满足分析要求，需多种分析技术配合，采用gc及gc-ms分析具有有前处理复杂耗时、分析时间长、化合物定性分析鉴别困难，在微量成分分析尤其是定量上尚存在一定的误差。

4、对精酿啤酒许多风味物质含量很少,用普通的进样方法很难实现检测,故而通常需要富集后,再进行分析等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于为解决上述问题，提供一种采用hs-gc-ims对精酿啤酒的挥发性香气成分快速分析的方法。

2、一种精酿啤酒挥发性香气成分的快速分析方法，其特征在于使用顶空-气相色谱-离子迁移谱法(hs-gc-ims)对精酿啤酒的挥发性微量成分进行分析，分析步骤如下：

3、步骤一、准备样品：准备不同种类的精酿啤酒；

4、步骤二、样品前处理：取啤酒样品，装入顶空瓶中，获得顶空气体；

5、步骤三、顶空进样：孵育顶空气体，进样；

6、步骤四、gc检测：色谱柱类型为wax(长15m，内径0.53mm，膜厚1μm)，柱温60℃(恒温模式)，载气为高纯氮气(纯度≥99.999％)，载气流速梯度：初始流速为2ml/min，保持5min，5～20min时，由2ml/min线性上升至100ml/min，保持5min，总运行时间25min；

7、步骤五、ims分析：迁移管长98mm，迁移电压500v/cm，迁移管温度45℃，迁移气为高纯氮气(纯度≥99.999％)，流速150ml/min，电离源为氚源(3h)，正离子模式，gc-ims检测结果由仪器配套的vocal分析软件进行分析；

8、步骤六、挥发性香气成分定性分析：首先确定保留指数，然后通过与数据库及迁移时间数据进行匹配，二维正交定性，得到定性结果；

9、步骤七、挥发性香气成分指纹图谱比较：了更直观的对比样品中挥发性组分的差异，选取谱图中的特征化合物，由仪器配套的vocal软件中的galleryplot插件制作样品的指纹图谱，获得物质的相对含量，展示了各个啤酒样品通过定性和相对定量，采用插件dynamic进行样品主成分分析，确定待测样品中的特征性挥发化合物，以确定不同种类样品的区分。

10、进一步的：所述步骤一的样品，酒样均为出厂日期10个月以内。

11、进一步的：所述步骤二的样品前处理为：用移液枪量取1ml啤酒样品，装入20ml顶空瓶中，拧紧瓶盖，在室温中静置25分钟，使挥发性成分扩散到进样瓶的顶部空间，从而获得顶空气体。

12、进一步的：所述步骤三顶空进样的条件为：孵育温度40℃，孵育时间15min，震荡转速500r/min，进样针温度85℃，进样体积500μl，每次进样后用高纯氮气(纯度≥99.999％)吹扫进样针5min。

13、进一步的：步骤六挥发性香气成分定性分析为：首先使用c4-c9的正构酮来将保留时间校准为保留指数，然后通过与nist保留指数数据库及ims迁移时间数据进行匹配，二维正交定性，得到定性结果。

14、进一步的：分析试剂选择c4-c9正构酮(2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮)作为试剂进行保留时间校准，等级为分析纯。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明利用顶空-气相色谱-离子迁移谱法(hs-gc-ims)分析精酿啤酒挥发性香气成分，一次可同时分析上百种挥发性风味物质成分，适用于不同品种精酿啤酒的特征香气成分物质构成分析，及不同品种精酿啤酒之间的风味物质区分、鉴别。同时可应用此技术对精酿啤酒酿造过程中的风味物质形成过程进行表征研究。

16、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种精酿啤酒挥发性香气成分的快速分析方法，其特征在于使用顶空-气相色谱-离子迁移谱法(hs-gc-ims)对精酿啤酒的挥发性微量成分进行分析，分析步骤如下：

2.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征在于：所述步骤一的样品，酒样均为出厂日期10个月以内(是否需要根据分析仪确定其数量)。

3.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征在于：所述步骤二的样品前处理为：用移液枪量取1ml啤酒样品，装入20ml顶空瓶中，拧紧瓶盖，在室温中静置25分钟，使挥发性成分扩散到进样瓶的顶部空间，从而获得顶空气体。

4.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征在于：所述步骤三顶空进样的条件为：孵育温度40℃，孵育时间15min，震荡转速500r/min，进样针温度85℃，进样体积500μl，每次进样后用高纯氮气(纯度≥99.999％)吹扫进样针5min。

5.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征在于：步骤六挥发性香气成分定性分析为：首先使用c4-c9的正构酮来将保留时间校准为保留指数，然后通过与nist保留指数数据库及ims迁移时间数据进行匹配，二维正交定性，得到定性结果。

6.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征在于：所述分析试剂为：2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮作为校准试剂进行保留时间校准，等级为分析纯。

技术总结
本发明涉及一种精酿啤酒挥发性香气成分的快速分析方法，所述分析方法为：步骤一、准备样品；步骤二、样品前处理；步骤三、顶空进样；步骤四、GC‑IMS检测；步骤五、IMS分析；步骤六、挥发性香气成分定性分析；步骤七、挥发性香气成分指纹图谱比较。本发明利用顶空‑气相色谱‑离子迁移谱法(HS‑GC‑IMS)分析精酿啤酒挥发性香气成分，一次可同时分析上百种挥发性风味物质成分，适用于不同品种精酿啤酒的特征香气成分物质构成分析，及不同品种精酿啤酒之间的风味物质区分、鉴别。同时可应用此技术对精酿啤酒酿造过程中的风味物质形成过程进行表征研究。

技术研发人员：李凤林,钟宝,卢忠魁,禚同友,王英臣,刘静雪,刘超,李鲤,吕红英,向思敏
受保护的技术使用者：吉林农业科技学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15